شبیه‌سازی نرم‌افزاری تاثیر صفحات مستغرق بر چاله آب‌شستگی در محل تقاطع کانال‌ها

ﺳﺎﺑﻘﻪ و ﻫﺪف: ﭘﺪﯾﺪه ﺗﻘﺎﻃﻊ ﮐﺎﻧﺎل ﻫﺎ و رودﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ از ﺟﻤﻠﻪ ﻣﺴﺎﺋﻠﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ در ﮐﺎﻧﺎل ﻫﺎی آﺑﯿﺎری و زﻫﮑﺸﯽ، ﮐﺎﻧﺎل ﻫﺎی ﺟﻤﻊ آوری آب ﻫﺎی ﺳﻄﺤﯽ، ﺗﺼﻔﯿﻪ ﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎی آب و ﻓﺎﺿﻼب و رودﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ رخ ﻣﯽ دﻫﺪ. ﻫﺪف از اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ، ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق ﻧﺼﺐ ﺷﺪه در ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ ﺑﺮ ﮐﻨﺘﺮل و ﮐﺎﻫﺶ ﻋﻤﻖ ﭼﺎﻟﻪ آب ﺷﺴﺘﮕﯽ در اﺗﺼﺎل 90 درﺟﻪ ﮐﺎﻧﺎل ﻫﺎ و اراﺋﻪ ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ و آراﯾﺶ ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﻧﺮم اﻓﺰاری اﺳﺖ. ﻣﻮاد و روش ﻫﺎ: در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ از ﻧﺮم اﻓﺰار ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﺟﺮﯾﺎن flow-3d ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﻣﺪل ﺳﺎزی ﺣﺎﻻت ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻗﺮارﮔﯿﺮی ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق در ﺗﻼﻗﯽ ﮐﺎﻧﺎل ﻫﺎی 90 درﺟﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮای ﺻﺤﺖ ﺳﻨﺠﯽ ﻧﺘﺎﯾﺞ از داده ﻫﺎی آزﻣﺎﯾﺶ ﻫﺎی اﻧﺠﺎم ﺷﺪه در آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎه ﮔﺮوه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻋﻤﺮان داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﯽ ﺷﺮﯾﻒ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﺪل آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﻣﺬﮐﻮر از ﯾﮏ ﮐﺎﻧﺎل اﺻﻠﯽ ﺑﻪ ﻃﻮل 12 ﻣﺘﺮ و ﻋﺮض 40 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ و ﯾﮏ ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ ﺑﻪ ﻃﻮل 3 ﻣﺘﺮ و ﻫﻢ ﻋﺮض ﺑﺎ ﮐﺎﻧﺎل اﺻﻠﯽ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ در ﻓﺎﺻﻠﻪ 6/35 ﻣﺘﺮی از اﺑﺘﺪای ﮐﺎﻧﺎل اﺻﻠﯽ و ﺑﺎ زاوﯾﻪ 90 درﺟﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ آن ﻧﺼﺐ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﻌﺎدﻻت ﺣﺎﮐﻢ در ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﻧﯿﺰ ﻣﻌﺎدﻻت ﻧﺎوﯾﺮ اﺳﺘﻮﮐﺲ و ﭘﯿﻮﺳﺘﮕﯽ ﺟﺮﯾﺎن ﻫﺎی ﺗﺮاﮐﻢ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ ﺑﻮدﻧﺪ. ﺟﻬﺖ ﻣﺪل ﮐﺮدن آﺷﻔﺘﮕﯽ ﻧﯿﺰ از ﻣﺪل دو ﻣﻌﺎدﻟﻪ ای k-w اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﯾﺎﻓﺘﻪ ﻫﺎ: ﻧﺘﺎﯾﺞ اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﻧﺮم اﻓﺰاری ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ اﻟﮕﻮی آب ﺷﺴﺘﮕﯽ در ﻣﺤﻞ ﺗﻼﻗﯽ را ﺑﻪ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﺮآورد ﻧﻤﺎﯾﺪ. ﺑﻪ ﻃﻮری ﮐﻪ اﺧﺘﻼف ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻋﻤﻖ آب ﺷﺴﺘﮕﯽ در ﻣﺤﻞ ﺗﻼﻗﯽ ﺑﯿﻦ ﻣﺪل ﻋﺪدی و آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ 1/4 درﺻﺪ ﺑﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﺪل ﺳﺎزی ﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ زواﯾﺎ، اﺑﻌﺎد و ﻓﻮاﺻﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق ﺟﻬﺖ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق ﺑﺮای ﮐﺎﻫﺶ ﻋﻤﻖ آب ﺷﺴﺘﮕﯽ در ﻣﺤﻞ ﺗﻼﻗﯽ دو ﮐﺎﻧﺎل ﺑﺎ زاوﯾﻪ 90 درﺟﻪ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. ﻧﺘﺎﯾﺞ اﯾﻦ ﻣﺪل ﺳﺎزی ﻫﺎ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﭼﻨﺎن ﭼﻪ زاوﯾﻪ ﻗﺮار ﮔﯿﺮی ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ راﺳﺘﺎی ﺟﺮﯾﺎن ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ ﺑﺮاﺑﺮ 60 درﺟﻪ، ﻧﺴﺒﺖ ﻃﻮل ﺻﻔﺤﺎت ﺑﻪ ﻋﺮض ﮐﺎﻧﺎل ﺑﺮاﺑﺮ 0/25، ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻃﻮﻟﯽ ﺻﻔﺤﺎت از ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻧﺼﻒ ﻋﺮض ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ، ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻋﺮﺿﯽ ﺻﻔﺤﺎت از ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ 0/375 ﻋﺮض ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ و ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻧﺼﺐ ﺻﻔﺤﺎت از ﻣﺤﻞ ﺗﻼﻗﯽ دو ﮐﺎﻧﺎل ﺑﯿﻦ 0/25 ﺗﺎ 0/375 ﻋﺮض ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ ﺑﺎﺷﺪ؛ ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺆﺛﺮی ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻋﻤﻖ ﭼﺎﻟﻪ آب ﺷﺴﺘﮕﯽ اﯾﺠﺎدﺷﺪه در ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل دو ﮐﺎﻧﺎل ﺑﺎ زاوﯾﻪ 90 درﺟﻪ را ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽ دﻫﻨﺪ.ﻧﺘﯿﺠﻪ ﮔﯿﺮی: ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻧﻬﺎﯾﯽ ﺣﺎﺻﻞ از اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ ﮐﻪ ﭼﻨﺎن ﭼﻪ ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق در ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﻣﻨﺎﺳﺐ و ﺑﺎ اﺑﻌﺎد ﺑﻬﯿﻨﻪ در ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ ﻧﺼﺐ ﺷﻮﻧﺪ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻋﻤﻖ ﭼﺎﻟﻪ آب ﺷﺴﺘﮕﯽ در ﻣﺤﻞ ﺗﻘﺎﻃﻊ را ﮐﺎﻫﺶ دﻫﻨﺪ. ﺑﻪ ﻃﻮری ﮐﻪ در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻋﻤﻖ آب ﺷﺴﺘﮕﯽ ﺑﺎ ﻧﺼﺐ ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق در ﮐﺎﻧﺎل ﻓﺮﻋﯽ 21 درﺻﺪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﺪون ﺻﻔﺤﺎت ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺖ.